主頁（http://www.by236.com）：會說話的汽車：聯網車輛通信協議 會說話的汽車：聯網車輛通信協議 毫無疑問，汽車變得越來越智能，汽車技術也越來越好。受到重視的一個方面是智能汽車與乘員及其周圍環境進行通信的能力。 到目前為止，汽車中的通信主要通過為來自遠程服務器或云的可消費內容提供服務來關注居住者。這種內容傳遞通常被稱為信息娛樂 - 其中向乘客提供與其旅程相關的信息（例如地圖，天氣，景點，景點，擁擠的道路和附近的事故）或娛樂選項（例如衛星廣播） ，音樂，互聯網連接和社交網絡應用程序）。汽車連接還可以在發生事故或汽車故障時提供緊急通信等服務。汽車的車載診斷（OBD）-II端口是一個豐富的途徑，用于獲取有關汽車性能和健康狀況的消息，并將其提供給駕駛員或服務技術人員以改進故障排除。 在過去的幾年中，車內通信受到了很多關注，特別是在安全方面，它已經進行了大量的研究。根據美國交通部國家公路交通安全管理局的數據，現在人們已經公認，車內通信可能有助于減少與交通相關的死亡事故，其中2016年美國道路上發生了超過37,000起死亡事故。 基于這種車內通信的基礎，正在評估與汽車及其周圍環境（包括行人和騎自行車者）之間的通信相關的各種使用案例。隨著汽車連接的快速發展 - 近年來更是如此 - 有必要對汽車可用的各種通信技術進行總結。 連接汽車通信系統 聯網汽車中的通信（此處可與“聯網車輛”互換使用）可根據發射器和接收器進行分類，如下所示： 1）車輛到環境（V2E） 車對車（V2V）車輛到基礎設施（V2I）車對行人（V2P） 2）車對用戶（V2U） 3）車對網（V2N） 車輛到環境（V2E）包括連接的汽車與其動態變化的環境（包括其他車輛，騎自行車者和行人）之間的通信以及汽車與其靜態環境之間的通信（例如交通信號，收費系統，電子）停車和道路）。一些一級汽車公司和技術初創企業對V2E表現出了濃厚的興趣，尤其是在安全使用案例方面，并且一直處于創新的前沿。 車輛到用戶（V2U）是指汽車與其乘員（包括駕駛員）之間的通信。此通信涉及旅行體驗的信息娛樂和個性化。一些汽車原始設備制造商專注于V2U，其主要目標是為汽車乘員創造一種體驗，將人類的數字體驗從家庭和工作場所擴展到汽車中。 V2E和V2U之間的主要區別在于監管和網絡限制。V2V和V2I等V2E通信專注于警報或安全相關信息，與V2U相比，受到更嚴格的監管框架的制約 - 因為任何漏洞都會對公共安全產生嚴重影響。與安全相關的消息不能被丟棄，因此對通信協議和網絡本身施加了額外的限制。出于同樣的原因，網絡需要具有低延遲和最小延遲。與V2E不同，V2U并非旨在解決時間關鍵型應用程序，因為大多數應用程序都用于信息娛樂和便利（除了可能用于汽車的緊急呼叫）。因此，對V2U而言，監管和網絡要求并不像V2E那樣重要。 車輛到網絡（V2N）表示汽車和提供對汽車的訪問的網絡運營商之間的連接，可能在多個頻率上。這種通信可以提供非關鍵但有用的信息（例如道路封閉和擁堵）和基于云的服務，這些服務可以增強居住者的體驗，同時還可以作為互聯網連接的熱點。 連接車輛和安全 自動駕駛汽車是一項日益重要的創新，因為它們聲稱能夠將事故降至最低。這里需要一種重要的通信分類：視距（LOS）和非視距（NLOS）通信。今天的自動駕駛汽車傾向于更多地關注LOS通信。每個自動駕駛汽車原型都配備了攝像頭，雷達，激光雷達和超聲波傳感器的組合 - 所有這些都依賴于LOS通信來理解環境并做出確保安全駕駛體驗的決策。盡管采用了這些技術，但是在自動駕駛汽車的視野中突然出現的物體 - 或者通過自動駕駛汽車“看不見”的汽車接近無人駕駛的交叉路口 - 可能會導致碰撞。對于這種情況，NLOS通信為汽車提供了必要且有用的冗余安全層。V2E屬于NLOS通信類別，可以提高自動駕駛汽車的安全性。因此，對于自動駕駛汽車來增強其LOS安全能力，它必須具有V2E通信能力。 V2E使用的技術現狀 讓我們仔細研究一下將構成互聯汽車生態系統骨干的技術，特別是與V2E相關的技術：如何實現這種通信？在生態系統準備和大規模采用的可能性方面，技術的地位如何？ V2E解決了對快速，強大和及時性能至關重要的安全應用程序：消息傳遞的任何延遲都可能導致潛在的致命沖突。多年來 - 并且通過重要的運輸利益相關者輸入 - SAE專用短程通信（DSRC）技術委員會開發了一個數據字典SAE J27355，它定義了16個（可能更多）特定的V2X消息。安全應用包括紅燈違規，曲線速度，減速/工作區，緊急電子制動燈，前方碰撞等警告。所有這些警告都是由最接近其發生地點的汽車挑選出來的，然后進一步傳播到它周圍的汽車。對于此類消息的傳播，使用以下通信協議： DSRC / IEEE802.11pLTE-V2X（未來可能會發展到5G） 專用短程通信（DSRC）/ IEEE802.11p 作為實現無線局域網（WLAN）的規范的一部分，DSRC用于與車輛環境（WAVE）中的無線接入相關的應用，其依賴于IEEE 802.11p，其是對IEEE 802.11標準的修訂。為支持DSRC通信協議，已在5.9GHz頻段中分配75MHz頻譜供ITS使用。802.11p的一個關鍵特性是它能夠以250km / h的相對車速進行通信。該技術的幾項現場試驗已經完成，由美國交通部（DOT）在懷俄明州，坦帕市和紐約市資助的一個著名的大型試點包括10,000多輛汽車。恩智浦一直在積極尋求適用于V2X應用的DSRC 802.11p技術路徑。 DSRC基于802.11系列帶有沖突避免的載波偵聽多路訪問（CSMA-CA）協議。在此協議中，設備在發送數據包之前偵聽信道，并且僅在信道清除時才發送任何數據包。由于等待信道可用性所花費的時間，這導致延遲。另外，當它們在重疊時間發送時，可能發生來自兩個或更多設備的消息之間的沖突。因此，DSRC網絡并不總是滿足不丟棄消息的安全相關通信的要求。此外，它們支持的范圍通常為150-300米，這意味著除非車輛在此范圍內，否則車輛不會接收信息。為了與車輛進行安全通信，DSRC要求使用稱為路側單元（RSU）的固定基礎設施。 LTE-V2X 長期演進 - 車輛到X（LTE-V2X）通信包含V2V，V2I，V2P和V2N，因此啟用的消息和服務類型甚至可能超越SAE J2735中可用的組合。在存在網絡的情況下，LTE-V2X可以利用蜂窩域中的多年創新，為基于DSRC的通信提供引人注目的替代方案。不需要額外的基礎設施，因為LTE-V2X可以使用現有的蜂窩基礎設施。LTE-V2X的好處在于，在沒有網絡連接的情況下，它依賴于相同的V2V通信頻率來進行安全消息的通信。高通公司多年來一直在Cellular V2X（C-V2X）技術的背景下開展這項工作。 LTE-V2X適用于具有高時鐘同步要求的同步通信，因此需要更好或更昂貴的硬件。時鐘同步確保不丟棄任何消息，并在時鐘的邊沿或級別捕獲數字消息。因此，需要始終捕獲消息的消息和時鐘之間的同步（頻率和相位匹配）。然而，這種同步通常是使用全球導航衛星系統（GNSS）信號建立的，這些信號可能無處不在（例如，在隧道內和地下停車場內）。由于DSRC 802.11p需要部署RSU，并且LTE-V2X需要時鐘同步硬件，這表明任一部署都有相關成本的可能性， LTE-V2X支持500 km / h或更高的相對速度。此外，LTE-V2X的范圍大于450米，這導致驅動器具有比802.11p通信更長的反應時間。計劃將LTE-V2X演進為5G將在延遲和帶寬方面帶來重大的預期改進。 5G 5G有望為互聯汽車生態系統帶來一系列優勢，特別是：支持大數據傳輸的帶寬，對等通信的本地支持，提高消息傳輸的可靠性，極低的延遲以及容錯功能。5G將作為一整套新用例的推動者，以增強車輛運輸的安全性，從而利用增加數據傳輸的能力。這些包括在汽車之間共享傳感器數據，使用寬帶支持改進定位，以及共享用于自動駕駛用例的高清地圖。跨行業公司的跨行業聯盟 - 由奧迪，寶馬和戴姆勒等主要汽車企業，以及電信服務和設備供應商愛立信，華為和諾基亞組成，半導體公司英特爾和高通公司正在聯手推動，測試和推廣聯網汽車的5G通信。到2020年，這個即將到來的網絡將支持2120億連接傳感器和500億連接設備。 展望未來：混合方法 考慮到V2E通信的每種通信協議的優缺點，協議的組合 - 混合方法 - 最終可能是車輛通信的理想模型�；旌戏椒ǹ梢越Y合每種技術的優勢，從而產生更強大的解決方案。 未來的理想解決方案可能是：結合蜂窩網絡的優勢，提供車輛之間以及車輛與云之間的更長距離連接; 逐步部署DSRC通信所需的RSU，用于車輛之間的短距離，對等通信; 以及LTE-V2X的采用以及汽車之間連接的5G演變。 (中國集群通信網 | 責任編輯：李俊勇) |
